Продвинутые методы внутреннего шлифования для точных металлических деталей

Зачем используют шлифование и хонинг для внутренних диаметров?

Существует много различных финишных процессов, ценных в производстве мелких металлических деталей. Обычно применяемые в конце производства, они включают методы высокоточного внутреннего шлифования.

В этом обзоре быстро рассмотрим два специализированных типа абразивного внутреннего шлифования для достижения гладкого финиша и жесткого допуска на внутреннем диаметре (ВН) буров, отверстий и трубок.

Различия между двумя методами внутреннего шлифования

И ВН-шлифование (ID grinding), и хонинг (honing) могут использоваться как вторичные процессы для тонкой настройки финиша и размеров ВН детали. Главное различие — порядок величины (magnitude of ten): ВН-шлифованием удаляют тысячные доли дюйма, а хонингом — десятые доли тысячных (ten thousandths).

То есть процесс ВН-шлифования в основном для точного удаления материала с ВН цилиндрической или конической детали. Хонинг — для полировки или достижения очень точного финиша поверхности и формы ВН.

Правильный выбор шлифового круга или абразивного хонингового камня критичен для желаемого результата, будь то:

• Быстрое, точное удаление материала с ВН детали;
• Создание финиша ВН и формы, удерживаемых в жестких допусках.

Шлифовые круга для ВН обычно из оксида алюминия, кубического нитрида бора (CBN) или алмаза. Наиболее частые абразивы для хонинга — корунд, карбид кремния, CBN, алмаз. Выбор абразива обычно основан на характеристиках материала заготовки.

Применения шлифования и хонинга ВН

Для клиентов Metal Cutting внутреннее шлифование чаще всего касается финиша ВН тонкостенных трубок. Обычно работаем с ВН трубки, который длинный, непрерывный и постоянный.

Однако есть применения, где ВН трубок имеет другие формы, требующие шлифования или хонинга. Выбор метода зависит от объема удаляемого материала — тысячные vs десятые тысячных — и требуемого Ra финиша.

В конечном счете, Ra определяется размером зерна хонингового камня или шлифового круга. Но в целом хонинговые камни дают финиш до Ra 10, а шлифовые круги для удаления материала дают более шершавый финиш.

Будь то шлифование или хонинг ВН, трубка должна быть зафиксирована. Оба процесса ограничены по минимальному диаметру трубки.

Шлифование также применяется к полостям в литых деталях для устранения пористой поверхности и получения желаемой конечной формы. Где форма трубки более сложная и извилистая, может использоваться ВН-хонинг.

Высокодавленное ВН-хонинг

Используя давление и мелкозернистый абразивный инструмент, хонинг может улучшить и геометрическую форму, и текстуру поверхности ВН. Типичные применения: финиш цилиндров ДВС, аэродинамических шпинделей, зубчатых колес.

Очень интересный — возможно, ультимативный — пример хонингового финиша: абразивное текучее машинирование (abrasive flow machining). Вместо хонингового камня — принудительное прохождение густого пастообразного абразивного шлама через ВН-полости для сглаживания внутренних особенностей сложной формы.

Такой хонинг часто в гоночных моторах для улучшения потока воздуха через коллектор и впуск. Если ВН-поверхность двигателя не гладка, ламинарный поток становится турбулентным, вызывая обратное давление (back pressure).

Цель — минимизировать обратное давление от шершавых поверхностей и непреднамеренных угловых особенностей, оставшихся после литья при производстве двигателя.

Этот сложный метод хонинга использует очень специализированное оборудование и делается под очень высоким давлением. Поэтому абразивное текучее машинирование требует толщину стенки трубки, достаточную для выдержки давления внутреннего шлифования.

Поскольку это очень специализировано, такой хонинг имеет ограниченные применения. Например, просто непрактично для гипотрубок (hypotubes), используемых в катетерах и других малоинвазивных медприборах. Тонкостенные трубки, подходящие для этого, не выдержат расширяющее давление и быстро деформируются или лопнут.

Хонинг также относительно дорогой процесс. Лучше резервировать для применений, где высокая форменная точность требуется для функции детали.

Высокоточное внутреннее шлифование vs другие финишные варианты?

В ВН-шлифовании и ВН-хонинге высокоточное внутреннее шлифование включает некоторые из самых сложных абразивных финишных техник. Правильный производственный партнер поработает с вами, чтобы понять требования к детали и помочь определить, уместен ли ВН-хонинг или шлифование для вашего применения — или один из множества других доступных финишных методов может быть лучшим выбором.

Чтобы узнать больше о спецификации шлифования, хонинга или других процессов для ваших мелких металлических деталей, обратитесь к нашему FAQ-ресурсу: How to Fine-Tune Your Quote Request to Your Maximum Advantage: Frequently Asked Questions in Small Parts Sourcing.